【摘 要】
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摩尔定律逐渐失效,传统CMOS工艺的半导体技术发展接近物理极限:伴随着器件尺寸的缩短,器件量子效应与发热问题日趋严重,传统半导体发展进入了瓶颈期。为了解决这个问题,基于电子自旋的新一代电子信息器件应运而生。电子自旋器件有功耗低、易集成等诸多优势,因此研发新一代自旋电子材料与器件成为突破半导体技术发展的可能方向之一。本文主要在自旋电子技术的三个问题上进行了相关探索:自旋流高注入半导体、激光调制的逆自
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摩尔定律逐渐失效,传统CMOS工艺的半导体技术发展接近物理极限:伴随着器件尺寸的缩短,器件量子效应与发热问题日趋严重,传统半导体发展进入了瓶颈期。为了解决这个问题,基于电子自旋的新一代电子信息器件应运而生。电子自旋器件有功耗低、易集成等诸多优势,因此研发新一代自旋电子材料与器件成为突破半导体技术发展的可能方向之一。本文主要在自旋电子技术的三个问题上进行了相关探索:自旋流高注入半导体、激光调制的逆自旋霍尔效应机理和寻找更高自旋霍尔角新合金材料。通过铁磁共振测试,研究了YIG(200 nm)/Ge、YI
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随着无线通信容量的增加和通信用的低频频段拥挤,未来无线通信频谱将逐步向毫米波及以上的高波段拓展。高波段频带可以为通信提供充足的带宽和高速的数据传输,但现有的固态器件无法在高频工作条件下提供要求的输出功率,限制其在毫米波领域的应用。真空器件则因其高功率的特点,可以全面应用在高频段无线通信技术的开发中。本文重点对真空电子器件中的折叠波导行波管开展研究。高速无线通信技术的发展为折叠波导行波管带来发展机遇
滚动轴承作为支撑设备机动性的重要零部件,因其故障引起设备的异常时常发生。而传统基于轴承振动信号的滚动轴承故障检测中,因滚动轴承运行期间的高采样频率带来数据量大的问题,导致对实时远程信号传输或存储系统施加巨大压力。压缩感知作为新兴数据压缩传感技术方案,集传统数据采集与压缩为一体,无需复杂的数据编码处理算法,即可实现信号的同步压缩采样,所获取的压缩信号数据量足够小,但包含足够原信号特征信息量。因此构建
近年来,在通信、探测等领域对器件越来越追求高响应速度等特点。然而基于硅材料的固体器件追求尺寸的缩小提高性能已经越来越接近瓶颈。这是固体器件电子的运输机理决定的必然会出现的问题。在固体器件中,电子的运输会发生散射,导致电子运输受到阻碍,宏观上体现为器件的响应频率难以提升。传统的真空器件减小了电子在固体器件中运输的散射,将阴极封装在真空环境中。但是固体器件最终还是渐渐取代了传统真空管,原因就在于传统真
迄今为止,液相外延(Liquid Phase Epitaxy,LPE)一直是制备单晶石榴石薄膜的最佳工艺之一。大量研究表明,利用LPE工艺,并选用Bi~(3+)离子取代钇铁石榴石(YIG)中Y~(3+)离子,可以生长出铋取代石榴石(Bi:YIG)薄膜。Bi:YIG薄膜的比法拉第旋角远大于纯YIG的比法拉第旋角,同时其易磁化轴也容易调控至面外取向,从而使其能够在较小的外加磁场下工作,进而满足磁光器件
液体粘度作为液体性质的重要物理参数之一,它在无标签化学检测、工业生产、能源动力、生物健康等领域的应用尤为广泛。目前,对于液体粘度检测最普遍的方法有以下几种:毛细管法,落球法,旋转桶法等等。但是这些方法都需要较大体积的运动部件或者动力源,不符合传感器的发展趋势。声波液体粘度传感器凭借着高灵敏度、体积小、成本低等特点,逐渐成为液体粘度测量的重要手段。基于液体粘度测量的目的,设计了带保护层的兰姆波液体粘
随着真空器件在通信、雷达等领域的广泛应用,研究可适用于太赫兹频段的真空器件已成为目前的研究热点之一。输能窗作为真空器件的核心部分,对于保证器件的真空度以及传输性能具有重要作用。但是受限于尺寸共度效应,在太赫兹频段下器件的加工、装配具有较大的困难,而且随着频率的不断提高,波导内的导体损耗也将进一步加大。本文以太赫兹真空器件输能系统为研究对象,采用真空器件的输能窗与准光传输系统的高斯喇叭相结合,得到易
二氧化钒(vanadium dioxide,VO_2)是一种二元金属氧化物相变材料。当VO_2发生绝缘-金属转变(metal-insulation,MIT)时,VO_2的电学性能、光学性能、热学性能及磁学性能也会随着相变的发生而产生巨大的变化。此外,VO_2的相变具有良好的可逆性,且VO_2相变温度为68℃(340 K)。在众多氧化物相变材料中,VO_2的相变温度是最接近室温的。近些年来,随着人工
微机电系统(MEMS)是一个在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿学科。MEMS由于其体积小、重量轻、集成度高、能耗低、可靠性高等优点,目前已被广泛应用于汽车电子、智能手机、航空航天、国防军工等领域。MEMS微加速度计作为MEMS传感器中最早的研究方向之一,是惯性导航、惯性制导、地震探测、汽车安全气囊等系统中的核心元件。电容式微加速度计相比于压阻式、热流式等微加速度计拥有较高的精度、灵敏度和
在电真空器件向毫米波以及太赫兹频段发展中,扩展互作用速调管的诸多优势也逐渐展现,得到国内外各研究机构的青睐和深入研究。在高频段,速调管存在高频损耗大,功率容量小,带宽窄的问题,行波管尽管工作带宽很大,但是输出功率较低,无法满足空间通信系统对高功率毫米波源的需求。EIK兼具行波管与速调管的特性,具有高功率,宽带宽,小型化的特点,在毫米波以及太赫兹频段具有极大的应用价值。因此,高功率,高效率兼具较宽的
具备可拉伸性和可弯曲性的可延展柔性电子器件可通过自身的变形与非可展曲面等复杂曲面实现良好共形集成,在智能电子皮肤、装备健康监测等领域具有独特的应用优势。可延展柔性电子器件所采用的“力学结构设计+无机功能薄膜”设计思路,可充分利用制备技术成熟的无机薄膜,实现性能与柔韧性的兼顾。由于无机功能薄膜不具有本征的可延展柔性,因此可延展柔性电子器件的力学结构设计对器件整体的柔韧性实现至关重要。在预拉伸的柔性基